湿地水环境演变机理及生态效应研究进展初探
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阜阳地区湿地的生态效应及其保护研究摘要:阐述了阜阳地区湿地的类型和分布情况及其生态效应,通过对阜阳地区湿地保护及综合利用状况的分析,尝试着从可持续发展战略出发为阜阳地区湿地的保护和管理提出相应的建议。
阜阳地区湿地的生态效应及其保护研究不仅有利于阜阳生态环境建设,而且在阜阳的经济发展中发挥着重要作用。
关键字:阜阳湿地;生态效应;保护利用0引言《湿地公约》中定义湿地是:不问其人工或天然,长久或暂时性的沼泽地,泥炭地或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体,包括低潮时水深不超过6m的水域。
同时还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6米的海水水体。
湿地是水陆相互作用而形成的特殊景观生态系统,与海洋森林并称为地球三大生态系统,在蓄水、调节径流、净化与过滤、调节气候以及维持区域生态平衡等方面发挥着不可替代的作用。
但是随着阜阳人口增长与城市化进程的加快,人们对资源的需求量也不断增大,人们对阜阳地区湿地的生态效应缺乏全面认识,开发湿地时,往往只注重眼前利益,缺乏长远考虑,致使阜阳地区的湿地资源破坏严重,湿地生态环境不断恶化。
因此,对阜阳地区的湿地资源采取保护措施已十分必要。
1.阜阳地区湿地概况1.1 阜阳湿地类型及分布1.1.1湿地类型阜阳市地处黄淮海平原南端,湿地资源十分丰富,具有湿地面积大、类型全、分布广、生物多样性和稀有性并存的特点。
据初步汇总统计,全市湿地总面积达44249公顷,有河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地4大种类型,如表1所示。
表1 阜阳市湿地类型统计表(面积:公顷)注:资料来自阜阳市林业局1.1.2湿地分布河流湿地。
河水浅滩或滞流处发生沼泽化过程而形成的湿地。
按拉姆萨尔国际公约,河流湿地还包括河流系统本身。
阜阳襟带淮河,怀抱西湖,淮河的重要支流沙颍河、汾泉河呈“Y”形在阜阳交汇。
阜阳地区的河流湿地以永久性河流、洪泛平原湿地为主,主要分布在阜南县和颍上县:阜南县有永久性河流2602.670公顷,洪泛平原湿地6541.000公顷,颍上县有永久性河流3180.73公顷,洪泛平原湿地4240.93公顷。
湿地生态环境现状及其研究进展湿地是一种重要的生态系统,是具有高度湿润状况的生态环境,也是具有高产生物多样性的区域。
湿地生态系统对维持全球生态环境及人类社会发展具有重要作用。
然而,随着人类经济社会的快速发展,湿地生态环境遭到了严重破坏和威胁,并出现了许多严重的问题。
本文将介绍湿地生态环境的现状及其研究进展,以期为保护湿地生态系统提供参考。
(一)湿地面积减少全球湿地面积的变化一直是环境保护的研究热点之一。
目前,全球湿地面积约为1.2亿公顷,占全球陆地面积的3-5%。
然而,由于人类经济社会活动的影响,近年来全球湿地面积不断减少,平均每年减少1%。
据统计,过去100年中我国湿地面积减少了50%以上,约有20%的湖泊已经消失,部分河流变成了断流河,全国湿地现存面积约为530余万公顷,其中真正具有湿地性质的生态系统只占原面积的1/10。
(二)湿地生态环境的改变湿地生态环境的变化主要由人类经济活动造成。
随着城市化的不断推进,大量湿地面积被开发和破坏,湿地自身的水文、气候、植被和土地等因素发生了变化。
同时,由于化学品的排放和农业的污染等因素,湿地的生态系统受到了破坏。
例如,有些区域的湿地出现了水质污染、土壤污染等严重问题。
(一)湿地生态系统的修复和保护随着人们对自然环境的保护意识逐渐提高,湿地生态系统的修复和保护已成为研究的重点。
研究表明,湿地生态系统的修复和保护可以从以下几个方面入手:加强湿地保护法律法规的制定和执行;加大湿地保护的投资力度,提高湿地保护的标准;加强湿地修复技术的研究,提高湿地修复的效率和质量;加强湿地科学研究,提高湿地保护和修复的科学性和可持续性。
针对湿地生态系统现状的问题,研究学者提出了许多湿地生态系统的评价指标。
其中,最为常用的指标为生物多样性指标、水质指标、土壤指标、地球物理指标等。
通过对湿地生态系统的评价指标进行研究,既有利于了解湿地生态系统的现状,也有利于制定相应的修复和保护措施。
湿地植物净化效果及机理研究进展【摘要】湿地植物在水体净化领域发挥着重要的作用,其净化效果和机理引起了广泛关注。
本文从湿地植物在废水处理中的应用、净化水体的机理、生态系统功能特点、对污染物的吸附和转化机制以及对养分的去除效果等方面进行了综述。
研究表明,湿地植物能够有效吸收和降解水体中的有机物和污染物,同时具有良好的氮、磷去除效果。
加强湿地植物净化效果及机理的研究有助于提高水体净化效率,提升湿地植物在水体净化领域的应用价值。
未来,湿地植物净化技术将在环境保护领域发挥更加重要的作用,为改善水体质量及生态环境做出更大的贡献。
【关键词】湿地植物、净化效果、水体、机理、废水处理、生态系统、污染物、吸附、转化、氮、磷、养分、应用前景、研究、水体净化效率、环境保护。
1. 引言1.1 湿地植物净化效果及机理研究进展湿地植物在废水处理中起着重要的作用,其独特的生长环境和生物学特性使其成为一种有效的水质净化工具。
近年来,人们对湿地植物的净化效果及机理进行了深入研究,取得了许多重要进展。
湿地植物在水体净化中主要通过根系及其周围的微生物群落参与物质转化和吸附过程,通过植物吸收污染物,促进其降解和去除。
湿地植物还具有一定的养分去除能力,可以有效减少水体中的氮、磷等营养物质浓度,降低水体富营养化的程度。
湿地植物生态系统的功能特点包括水体净化、生态保护、景观美化等多方面,使其成为一种理想的生态修复工具。
研究表明,湿地植物对污染物的吸附和转化机制复杂多样,不仅可以有效去除废水中的有机物和重金属等污染物,还能促进废水中的微生物降解作用,提高水质的处理效率。
湿地植物在水体净化中具有重要的应用价值,对其净化效果及机理的研究将有助于提高水质净化效率,进一步推动湿地植物净化技术在环境保护领域的广泛应用。
2. 正文2.1 湿地植物在废水处理中的应用1. 废水处理湿地的植物选择:在废水处理湿地中,植物的选择非常重要。
一般选择对废水中污染物有较强吸附和分解能力的湿地植物,如菖蒲、香蒲、蒲苇等。
湿地生态环境现状及其研究进展湿地是人类赖以生存的重要资源,是物种多样性保护的重要生态环境。
然而,现在全球湿地面积急剧减少,湿地生态环境遭受严重的破坏与污染,由此对于生态环境的保护与湿地的可持续发展提出了更高的要求。
本文将对湿地生态环境现状及其研究进展进行探讨。
1. 湿地生态系统的丧失与其他生态环境相比,湿地的退化是最为严重的。
自20世纪中期以来,全球湿地面积已经下降了50%。
我国也面临着这一问题,湿地面积在过去的50年里下降了50%以上。
这要归因于城市化、农业和养殖业的扩张、工业污染等人类活动。
这些活动导致了湿地的水位下降或者干旱,也对湿地生物种群的生存环境造成了危害。
2. 湿地的污染湿地是丰富多彩的自然生态系统,但是它也容易受到来自农田、工厂、城市和人类生活的压力。
湿地污染可能是来自农田泥沙等自然污染源的问题,也可能是由于磷和氮来自农作物养分和过多化肥处理方法的问题。
工厂和城市会释放有害化学品和废水,影响周边湿地的环境和水质。
3. 湿地的生物多样性湿地的生物多样性是保持其生态系统健康的重要因素。
然而现代农业和城市化等事物破坏了湿地的生态系统。
湿地污染和开发活动会导致湿地生物的灭绝,许多湿地生物的数量正在惊人的下降,这些生物可能对生态系统的平衡起着关键作用。
湿地污染的控制需要对雨水和污水进行处理。
传统的方法包括收集雨水,并将经过沉淀、生物滤波和UV消毒的水注入湿地。
通过管理水质,使用适当的植物和微生物,并控制废弃物处理和管理,可以保护湿地生态系统、塑造健康的生态恢复、以及新型蓝色经济的发展。
3. 生态系统功能评估生态系统功能评估是湿地生态管理的关键步骤。
能够为决策者和其他重要利益相关者提供湿地管理计划的基础。
各种不同的工具和技术用于生态系统功能评估,包括湿地植物动态、生态系统跟踪等。
湿地生态系统功能评估是维护湿地稳定健康运转的重要工具。
三、结论。
湿地生态环境现状及其研究进展湿地是一种特殊的生态环境,其生物多样性和生态系统功能对维持地球生态平衡具有重要意义。
随着人类活动的不断扩张,湿地面临着严重的退化和破坏。
本文将从湿地生态环境现状和研究进展两个方面进行探讨,并提出保护湿地生态环境的建议。
一、湿地生态环境现状湿地是指陆地与水域之间过渡带上的一种特殊生态系统,主要包括沼泽、河流、湖泊和沿海湿地。
湿地生态环境具有水文、土壤和生物多样性等方面的特点,对生物种类的多样性、营养循环和生态系统的稳定性具有重要作用。
由于城市化、工业化、农业生产等人类活动的影响,全球范围内的湿地正在遭受严重的退化和破坏。
据统计,近50%的湿地已经消失,而且每年还有大量的湿地正在受到破坏。
湿地退化主要表现在水体的污染、湿地生境的破坏和生物多样性的丧失等方面。
水体污染是湿地生态环境面临的主要问题之一。
随着城市化和工业化的进程,湿地周边的工业废水、城市污水等开始不断排放,导致湿地水体受到污染。
水体污染不仅直接影响湿地生物的生存和繁殖,还会影响湿地中的食物链和营养循环,甚至导致湿地生态系统的崩溃。
湿地生境的破坏也是湿地退化的重要原因。
随着城市建设和农业用地的扩张,大量的湿地面积在不断减少,生态系统的完整性受到威胁。
湿地生境的破坏不仅影响了湿地中的许多特有物种的生存,还影响了生态系统的稳定性和健康。
湿地生物多样性的丧失也是湿地生态环境面临的问题之一。
由于人类活动的影响,许多湿地中的特有物种正面临灭绝的危险。
一些湿地中的珍稀濒危物种面临着生存困境,其生存空间和生存资源受到威胁,生存环境已经遭受到了破坏。
为了阻止湿地的进一步退化和破坏,科研人员们一直致力于湿地生态环境的研究工作。
他们通过开展一系列的实地调查和科学试验,不断深入探讨湿地环境问题的成因和解决方案。
他们对湿地水体污染问题进行了深入研究。
科研人员通过收集和分析大量的水样,对湿地水体中的污染物质进行了详细研究,探讨了其来源和污染程度。
《蒙古高原湖滨带湿地动态演变及驱动力分析》篇一一、引言蒙古高原作为世界上重要的内陆生态系统,其湖滨带湿地具有独特的生态价值和环境功能。
近年来,随着全球气候变化和人类活动的不断影响,蒙古高原湖滨带湿地的动态演变及其驱动力问题逐渐成为研究热点。
本文旨在分析蒙古高原湖滨带湿地的动态演变过程,并深入探讨其背后的驱动力因素,以期为该区域的湿地保护与管理提供科学依据。
二、研究区域与方法本研究选取了蒙古高原内具有代表性的湖滨带湿地作为研究对象,包括霍伦河、乌兰察布等地的湖泊湿地。
通过收集历史地理资料、遥感影像数据、实地考察等多种方法,综合分析了湿地的动态演变过程。
三、蒙古高原湖滨带湿地动态演变(一)湿地类型与分布蒙古高原湖滨带湿地主要包括湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地等类型。
这些湿地分布广泛,但受气候、地形、植被等多种因素影响,其类型和分布存在一定差异。
(二)湿地动态演变过程通过遥感影像数据的分析,我们发现蒙古高原湖滨带湿地的动态演变主要表现为湿地面积的减少和生态系统的退化。
其中,湖泊湿地的萎缩和沼泽湿地的消失尤为明显。
此外,湿地内部的水质也发生了明显变化,导致生物多样性的降低。
四、驱动力分析(一)自然因素自然因素是导致蒙古高原湖滨带湿地动态演变的重要驱动力。
气候变暖、降水减少等因素导致湖泊水位下降,进而使湿地面积减少。
此外,地质构造运动、地貌变化等自然因素也对湿地的分布和类型产生影响。
(二)人类活动人类活动是导致蒙古高原湖滨带湿地退化的主要驱动力。
一方面,过度开发、土地利用方式的不合理导致湿地面积减少;另一方面,环境污染、水体富营养化等人类活动直接影响到湿地的水质和生态系统。
此外,基础设施建设、旅游开发等人类活动也对湿地生态系统造成了一定程度的破坏。
五、结论与建议通过对蒙古高原湖滨带湿地的动态演变及驱动力分析,我们发现自然因素和人类活动共同影响着湿地的演变过程。
为保护和管理该区域的湿地生态系统,我们提出以下建议:1. 加强自然保护区的建设和管理,保护湿地生态系统的完整性。
第1篇一、实验背景湿地作为地球上最为重要的生态系统之一,被誉为“地球之肾”。
然而,由于人类活动的影响,湿地生态系统面临着严重的威胁和退化。
为了探讨湿地生态恢复的有效方法,本实验针对某退化湿地进行了生态恢复实验,以期为湿地生态恢复提供科学依据。
二、实验目的1. 了解湿地生态系统退化的原因和影响。
2. 探讨湿地生态恢复的有效方法和技术。
3. 评估湿地生态恢复的效果。
三、实验材料与方法1. 实验材料(1)退化湿地:选择某退化湿地作为实验场地,该湿地位于我国某地区,面积约为10公顷。
(2)恢复材料:包括植物种子、土壤改良剂、有机肥料等。
2. 实验方法(1)现场调查:对退化湿地进行实地调查,了解其地理位置、面积、土壤类型、植被类型、水质状况等。
(2)样品采集:采集土壤、植物、水质等样品,进行实验室分析。
(3)生态恢复技术:a. 土壤改良:施用土壤改良剂,改善土壤结构,提高土壤肥力。
b. 植被恢复:选择适宜的植物种类进行种植,包括草本植物、灌木和乔木。
c. 水质改善:采取水质净化措施,如设置人工湿地、生物膜反应器等。
d. 生态工程:建立生态缓冲带、生态廊道等,提高湿地生态系统的稳定性。
(4)效果评估:a. 植被恢复情况:定期调查植物种类、数量、覆盖率等指标。
b. 土壤质量:分析土壤肥力、pH值、有机质含量等指标。
c. 水质状况:监测水质指标,如溶解氧、化学需氧量、重金属含量等。
四、实验结果与分析1. 植被恢复情况经过3年的生态恢复,退化湿地植被种类和数量明显增加,覆盖率由实验前的30%提高到80%。
主要恢复植物包括芦苇、菖蒲、香蒲、柳树等。
2. 土壤质量经过土壤改良,退化湿地土壤肥力、pH值、有机质含量等指标得到明显改善。
土壤有机质含量由实验前的1.2%提高到2.8%,pH值由6.5提高到7.0。
3. 水质状况通过水质净化措施,退化湿地水质得到明显改善。
溶解氧含量由实验前的2.5mg/L 提高到5.0mg/L,化学需氧量由实验前的100mg/L降低到30mg/L。
湿地的国内外研究进展人们正试图通过总结和归纳不同国家在湿地保护和研究的过程中所积累的经验与教训,找到一条技能够适合自己又能够少走弯路的途径,下面是小编搜集整理的一篇探究湿地的国内外研究的论文范文,供大家阅读参考。
[摘要]众所周知,湿地与森林、海洋并称为地球上的三大生态系统,因为它起着保障生物多样性并且是人类最为重要的生存环境之一。
伴随人类对湿地认识的逐步深入,自上个世纪以来如何合理利用湿地资源,保障湿地环境,使之长久的为人类社会服务,就已经越来越受到各国政府和研究机构的普遍关注。
就湿地保护在国内外的研究进展进行分析,有助于对湿地进行全方位的了解和认识,从而找到最为科学的湿地保护的对策。
[关键词]湿地; 特点; 进展湿地是分布于陆地生态系统与水生生态系统之间的具有独特水文、土壤、植被与生态特征的生态系统。
它拥有强大的生态净化作用,在控制污染、改善气候、抵御洪水、美化环境、调节径流和维护区域生态平衡等方面扮演着极其重要的角色,而且湿地仅占地球表面面积的6%,却生存着地球上20%的已知物种,是其它系统所无法替代的,因此有着“文明的发源地”、“地球之肾”、“生命的摇篮”和“物种的基因库”的美名。
湿地起着保障生物多样化,特别是鸟类栖息地的基本生态和维持水分循环的功能。
正因为鸟类在随着季节的变化而进行迁徙的同时很可能会飞越国界,因此,湿地被视为国际性资源。
为了确保人类对湿地的可持续利用, 18个缔约国于1971年2月2日在伊朗拉姆萨尔签订了《湿地公约》,该公约已成为国际上最重要的自然保护公约之一。
一、国内研究概况我国早在商周时期已经对湿地有所认识,当时的很多地理古籍如《禹贡》、《水经注》和《徐霞客游记》等已对湿地已有记载,并根据其特性的差异赋予不同的名称。
国内对湿地的研究始于60年代起,首先是从对沼泽的研究开始的。
其中一些比较权威研究机构如东北师范大学的沼泽教研室和中国科学院长春地理研究所的沼泽室就对三江平原、长白山、大小兴安岭、若尔盖高原的沼泽湿地做了许多工作。
湿地生态环境现状及其研究进展湿地是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,它不仅为众多物种提供了栖息地,还担负着重要的生态功能,如水源涵养、净化水质、防洪调蓄等。
由于人类活动的影响及气候变化等原因,湿地生态环境面临着严重的威胁。
为了保护湿地生态系统,研究人员进行了大量的研究工作,取得了一些积极的进展。
湿地生态环境受到多种因素的影响,其中最重要的因素是水。
水的状态、质量和流动性对湿地生物多样性和生态功能具有至关重要的影响。
许多湿地生态系统是由水动力学过程维持其结构和功能的。
研究人员通过监测水文信息、水体质量等指标,评估湿地的生态环境状况,并利用数学模型模拟湿地的水动力学过程,为湿地管理和保护提供科学依据。
除水之外,土地利用变化也对湿地生态环境产生了重要影响。
人类活动导致湿地面积的减少和破碎化,导致湿地的生境质量下降,物种多样性减少。
研究人员通过遥感技术和地理信息系统等手段,分析土地利用变化对湿地生态环境的影响,并提出相应的保护措施。
气候变化也是影响湿地生态环境的重要因素之一。
气候变化导致气温升高、降水变化等,对湿地的水文条件和生物多样性产生了重要影响。
研究人员通过监测和模拟气候变化对湿地的影响,评估湿地的脆弱性,并提出适应和减缓气候变化的措施。
近年来,湿地生态系统服务价值评估成为湿地生态环境研究的热点。
湿地生态系统服务价值评估旨在评估湿地提供的各种生态功能对人类福祉的贡献,并为决策者提供科学参考。
研究人员通过调查、采样等方式,对湿地生态系统服务进行定量和定性的评估,为湿地管理和保护提供经济和社会的依据。
湿地生态环境是一个复杂的系统,受到水、土地利用变化和气候变化等多种因素的共同作用。
通过监测、模拟和评估等手段,研究人员能够了解湿地生态环境的现状和变化趋势,并为湿地管理和保护提供科学依据。
未来的研究将继续关注湿地生态系统的恢复与重建、生态系统服务价值评估等方面,为湿地保护和可持续利用提供更好的支持。
湿地水环境演变机理及生态效应研究进展初探摘要:湿地的水环境效应、演变机理及生态效应研究是湿地保护与管理的理论基础和科学命题,对湿地保护具有重要的前瞻性和实用意义。
本文针对变化环境下湿地所面临的水质恶化及生态失衡等问题,在充分分析国内外研究的现状后,提出将流域坡地、湿地、河网相关模型综合集成,构建变动环境湿地流体动力学模型思路;对湿地水文、水质情势进行即时模拟,进而给出研究变化环境下湿地的水文水环境效应的新方法。
关键词:湿地水环境;演变机理;生态效应;新思路;研究引言湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统,在为人类提供食物、原料和水资源、稳定环境、维持生态平衡、保持生物多样性等方面均起到重要作用,是人类赖以生存和持续发展的重要基础,享有“地球之肾”的美誉[1]。
近一个世纪以来,由于受盲目围垦、过度开发和水质污染等人类活动及气候变化、天然水循环变化的影响,使得湿地水环境和生态空间格局发生变化,进而造成湿地的功能下降、生物多样性丧失、甚至湿地的消亡[2,3]。
我国自1992年加入《湿地公约》后,对保护湿地开展了一系列富有成效的工作,但湿地保护形势依然严峻,由于对湿地形成演变机理、水环境效应及生态系统结构方面缺乏全面而深刻的了解,往往给保护区的工作造成一定困难,湿地保护研究相对滞后[4]。
开展变化环境下湿地水环境演变机理及生态效应研究,对更好的利用和保护湿地有重要意义。
1国内外研究现状及分析1.1研究方法湿地的定量模拟研究是当前生态学、水文学和湿地科学的一个热点研究领域[5]。
湿地建模、情势重建是理解湿地形成演变机理、水环境效应、生态系统结构的重要途径。
目前,国内外对湿地的模型与研究方法已经取得了较大的进展,现综述如下:(1)图表分析法与经验统计法:传统湿地生态水文学采用图表分析法与经验统计法研究湿地生态水文问题。
从研究手段上看,在水文水质调查、湿地生物调查的基础上,引入遥测信息。
方法原理是通过宏观尺度上湿地水文、生态调查,从植被生态的水文适应性角度,根据收集的信息,通过统计分析或采用制图方式进行湿地水文景观分类、生物结构、生物量和生物多样性分析;在此基础上,根据经验方法估算生态环境需水总量[6]。
由于这类方法未能充分表达湿地生态演替的阶段性、湿地的基本特征、形成机理和动态过程,缺乏深入的物理机制剖析,研究水平较低,研究的角度相对狭窄。
(2)湿地水文模型:水文过程是湿地中最重要的过程,是决定产生和维持湿地典型类型和湿地过程的重要因素,是湿地研究的核心内容,在湿地形成、发育、演替直至消亡全过程中起重要作用。
湿地水文模型可用以定量地评价湿地开发活动及保护管理活动带来的环境影响和生态效应;可用作预测湿地水文及其它“动力”特征的变化规律;可用作检验湿地的概念、理论和湿地研究基本实测数据;也可用作辅助设计工具,在湿地的重新自然化和人工湿地的建造工程中用于辅助设计工程设施的结构、形式和参数等[7]。
近年来,湿地水文模拟技术得到了快速发展,特别是在水库或洪泛湿地方面,如加拿大Waterloo大学提出一个蓄水~出流函数模型用于模拟湿地径流响应[8];英国Birmingham大学改进MODFLOW模型,在British 洪泛平原湿地成功地模拟了以年或季为水文周期的湿地水位变化[9]。
国际上已成功开发了适合湿地的分布水文模型, Zacharias等认为湿地是一个水文、水环境系统,强调要加强湿地水资源综合管理,结合GIS和RS发展了一个有物理基础的水文模型来管理湖泊湿地水资源[10];Da Paz等认为水循环对湿地生态系统起着重要作用,采用了二维平面水动力模型在Mangueira湖泊和Taim湿地中的应用[11]。
我国湿地模拟研究起步不久,但模型研究仍然以概念性水文模型、地下水模型为主,湿地分布水文模型缺乏,有待加强。
(3)湿地监测和高新技术应用:美国从二十世纪70年代初就开始关注湿地监测和高新技术应用。
Grapes, TR监测了chalk流域湿地的洪水和地下水,分析了湿地地下水流与河渠水位关系,以及壤中流和垂直水分通量变化规律[12]。
国内王茜等人利用3S技术对洪湖湿地的结构类型进行监测,在分析研究洪湖湿地现状(水文、土壤、植被、地形地貌、土壤、经济发展、开发等内容)的基础上,根据国际湿地分类的原则和实际情况,考虑遥感上的可操作性,设计出研究区域的湿地遥感分类系统[13]。
(4)湿地水环境流体模型研究:国内外有关科学工作者从70 年代后期开始从环境科学的角度对湿地进行研究, 取得了大量研究成果,为湿地保护和合理开发提供了重要的科学依据。
如国外60年代开始研究河流水量水质、水量泥沙耦合模型。
70~80 年代,国内外研究者较多地研究应用了一维、二维水量水质模型(如Baca and Arnett,1977),90 年代国外三维水量水质模型研究比较成熟(如Simons, et al,1977)。
例如美国国家环境保护局提出的多参数综合水质模型(WASP,1996)和环境流体动力学模型(EFDC,2001),丹麦水力学研究所Mike 水质模型等。
国外环境流体动力学模型在我国应用研究也取得了很大进展,目前已广泛应用在河流、水库、湖泊、河口、港湾以及湿地等水环境生态系统中[14]。
我国的湖泊工作者和环境工作者从70 年代后期开始, 进行了大量湖泊环境保护方面的研究工作, 在湖泊、水库水质预测、污染物迁移转化规律、总量控制等方面取得了一批重要成果[15]。
(5)湿地生态环境需水研究:90年代后环境需水量和生态需水量开始成为人们关注的焦点[16]。
到目前为止,国外有关生态环境需水量研究内容主要有:河道流量与鱼类生息环境关系研究[17];河流流量、水生生物与溶解氧三者关系研究[18~20];水生生物指示物与流量之间的关系研究;湿地调度考虑生态需水量的优化配置研究;环境用水与经济用水关系研究等[21,22]。
研究方法有:流量增量法、蒙大拿法、7Q10法、流量历时曲线分析法、湿周法、栖息地排水法、BBM法、水利额定法等。
对水库、湖泊、湿地的生态环境需水还没有成熟的理论、指标体系和计算方法[23]。
从国内外对生态环境用水的研究来看,定性描述的多,理论推求的少,河流描述多,湿地研究少。
总量估算多,过程计算少。
另外,在确定生态环境需水时,时问尺度和空间尺度不明确,水量和水质耦合研究缺乏,各生态需水量重复计算,可操作性差,研究结果与实际应用还存在相当差距。
所以,湿地生态环境需水估算仍然研究不足。
湿地水文生态模型与新兴交叉学科和地学信息技术耦合是未来发展的必然趋势。
但至今我国湿地模型的研究才刚刚起步,研究进展缓慢原因是:有物理基础的分布水文模型建模因涉及多学科有较高的难度,另外我国湿地监测与实验资料缺乏,在今后的研究中,还有待进一步加强和完善。
我国目前湿地保护才刚刚起步,很多问题有待深入研究,如湿地的水文水环境效应研究不深入,有物理基础的湿地模型缺乏;湿地健康评价指标体系和生态需水过程估算方法还不完善;湿地生态环境流体动力学研究不足;湿地建设与湿地管理缺乏系统成熟的技术方案等。
1.2评价方法国内外已经发展了较成熟的湿地评价方法。
在众多湿地分类方法中有代表性的方法包括Cow ardin 等于1979 年提出的分类体系[24]和Brinson 于1993 年提出的水文地貌学分类方法[25]。
美国农业部湿地研究所推荐一套湿地评价水文模型DRAINMOD和湿地水文识别准则[26]。
国外Sutula, MA等应用一种湿地快速评估方法(RAMs)评价湿地系统,介绍了RAMs方法的发展[27]。
国内贾忠华等人采用美国农业部推荐的湿地评价水文模型DRAINMOD,探讨西安干旱与半干旱地区不同来水量对湿地地下水位变化的影响,分析了该区形成临界湿地水文条件所需的临界水量[28]。
袁军等运用多级模糊模式评价模型对黑龙江洪河国家级保护区不同年份的湿地水文功能进行评价[29]。
诊断湿地生态系统健康是水聚湿地保护的重要手段之一。
开展湿地生态系统健康评价方法可分为:物种指示法和结构功能指标法[30,31]。
Costanza等1997提出了基于系统层次的生态健康指数(Health Index,HI)[32]。
此外,也有学者提出了基于河流水文学、物理构造特征、河岸区状况、水质及水生生物等5方面共计22项指标体系计分基础上的溪流状况指数(Index of Stream Condition,ISC) 。
随着对湖泊生态系统研究的深入,最近几年物理指标、压力指标等也被考虑在内,使健康诊断指标不断完善。
2研究思路创新分析理解湿地水文、水质与生态三者之间的相互作用关系,对变化环境下湿地水循环规律、水环境效应、污染物迁移转化机理和生态格局演变规律进行单独研究并做集成研究;构建一个变集水区尺度、基于RS和GIS、反映湿地特征的、有物理基础的、多尺度集成、多要素耦合的“变网格”技术支持下湿地分布式生态水文模型范式,以便于增加对湿地水循环、污染物迁移转化、湿地的消长与退化、湿地生态环境需水过程的理解和认识;对湿地消长过程、湿地生态需水变化过程、环境需水变化过程的模拟与预测,包括预测坡地、湿地、河流之界面水循环过程;开展湿地水流场、浓度场和生物量的情景预测等等,对于理解湿地水环境效应及生态修复功能有指导作用。
3结语及展望我国湿地保护当前所面临的主要问题,以生态水文学、环境生态学、水动力学等理论为指导,以洪泛湿地为典型研究对象,以自然与人类相互作用为核心,强调流域坡地、湿地、河流、湖泊、大气、地表林冠层、包气带、地下饱和水带等不同空间尺度上和界面上的水循环、N-P物质循环等自然过程的相互作用研究;揭示变动水文情势下湿地水循环规律、水环境效应、水环境演变机理和生态格局演化规律;了解湿地水文、水质与生态三者之间的相互作用关系;基于对过程理解的模型研究,以生境湿度特征为核心,预测生态环境过程,诊断典型湿地生态环境健康,检测典型湿地可持续发展中人为作用与自然作用的关系,探讨实现湿地可持续发展的途径,提出湿地生态系统保护规划及水污染治理规划的生态、水利双重调控对策。
丰富湿地生态水文学理论和方法,为湿地水资源、水环境生态保护提供参考借鉴。
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